-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, ein Steuergerät zum Durchführen eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
sowie eine Brennkraftmaschine mit variabler Nockenwellenverstellung.
-
Bei Brennkraftmaschinen erfolgt das
Betätigen
der Ein- und Auslassventile mittels auf Nockenwellen angeordneten
Nocken, wobei die Nockenwellen in Abhängigkeit der Drehung der Kurbelwelle
angetrieben sind. Damit der Zeitpunkt des Öffnen und Schließens der
Ventile gegenüber
der Bewegung der Kurbelwelle veränderbar
ist, können
Nockenwellensteller vorgesehen sein. Die Nockenwellensteller beeinflussen
die Winkellage der Nocken bezüglich
einer Referenzposition. Dabei können
die Nockenwellen für
die Betätigung
der Einlassventile unabhängig von
den Nockenwellen für
die Betätigung
der Auslassventile veränderbar
sein. So kann auch die relative Lage der Ventilöffnungszeiten zueinander, beispielsweise
die Überlappung
der Öffnung
von Ein- und Auslassventil, verändert
werden.
-
Eine bekannte Form von Nockenwellenverstellern
sind sogenannte Flügelzellenversteller.
Bei Flügelzellenverstellern
erfolgt das Verstellen durch Verschwenken der Nockenwelle bezüglich einer
Referenzposition. Das Verschwenken erfolgt dabei über radial
arbeitende hydraulische Steller. Hierzu trennt ein als Flügel ausgebildeter
Kolben (Rotor) zwei druckbeaufschlagbare Arbeitskammern om Stator voneinander,
wobei die Arbeitskammern im Gehäuse ausgebildet
sind, während
die Kolben – Flügel – lagefest
mit der Nockenwelle verbunden sind. Durch unterschiedliche Beaufschlagung
der Arbeitskammern mit Öl
wird der Flügel
in seiner Lage zwischen den Karmmern und somit bezüglich dem
Gehäuse
verschwenkt, eine Arbeitskammer vergrößert ihr Volumen zu Lasten
der anderen. Die Stellung der Nocken bezüglich dem Gehäuse wird
demgemäss
durch das Verschwenken der Flügel
im Gehäuse
verändert. Nachdem
das Gehäuse
in feststehender Beziehung zu der Kurbelwelle rotiert, lässt sich
so die Stellung der Nocken bezüglich
der Kurbelwelle verändern.
-
Es sind Ausführungsformen derartiger Flügelzellensteller
bekannt, bei denen die druckseitige Ölzufuhr vom Motorölkreislauf
gespeist wird. Da beim Anlassen der Brennkraftmaschine der Öldruck im Motoröllkreislauf
noch nicht aufgebaut ist, ist die Position der Flügel eines
Flügelzellenverstellers
zu diesem Zeitpunkt nicht eindeutig festgelegt, da keine der beiden
Kammern in erforderlicher Weise druckbeaufschlagt sein kann. Deshalb
ist es bei solchen Ausführungsformen
eine mechanisch arretierbare Stellung der Flügel vorgesehen, die vor dem
Abschalten der Brennkraftmaschine angefahren und verrastet wird, so
dass beim Anlassen der Brennkraftmaschine und wenigstens bis zum
Bereitstehen eines entsprechenden Öldrucks im Motorölkreislauf
eine bestimmte Stellung der Nockenwelle gegeben ist. Diese Stellung
entspricht dabei häufig
der im Leerlauf der Brennkraftmaschine eingenommenen Stellung der Nockenwelle,
die meist in einem der Hubenden der Kolben in den Arbeitskammern
liegt. Sie bildet häufig die
Referenzposition bezüglich
der die Verstellung der Nockenwelle bestimmt wird.
-
Bei hydraulisch vom Motorölkreislauf
gespeisten Nockenwellenverstellern kann das Problem auftauchen,
dass bei ungünstigen
Bedingungen während
eines Überganges
der Brennkraftmaschine in den Leerlauf-Betriebszustand der Öldruck rasch
abfällt.
Es kann sein, dass schon vor dem Erreichen der Leerlaufstellung
oder einer evtl. davon abweichenden arretierbaren Stellung durch
den Nockenwellensteller der Druck im Motorölkreislauf zu gering wird und
die gewünschte
Stellung nicht mehr sicher erreicht wird.
-
Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine wird es vermieden, dass während des
Betriebes des Brennkraftmaschine ein undefinierter Zustand des Nockenwellenverstellers
auftritt.
-
Eine Brennkraftmaschine, wie sie
insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet ist,
weist eine variable Nockenwellenverstellung auf, bei der die Winkellage
von Ventile der Brennkraftmaschine betätigenden, auf Nockenwellen
angeordneten Nocken bezüglich
einer Referenzposition in Abhängigkeit
wenigstens der Drehzahl veränderbar
ist. Dabei erfolgt die Verstellung der Nocken durch einen hydraulisch
betätigten
Nockenwellensteller. Dieser weist durch einen Kolben voneinander getrennte
Paare von Arbeitskammern auf, welche wechselweise druckbeaufschlagbar
sind. Der maximale Hub zwischen den beiden Betätigungsendlagen definiert die
Verstellbarkeit der Winkellage der Nocken bezüglich ihrer Referenzposition.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt die Bestimmung der Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit
der Stellung des Nockenwellenstellers bezüglich der Referenzposition.
-
Durch die Bestimmung der Leerlaufdrehzahl in
Abhängigkeit
der Position des Nockenwellenstellers wird sichergestellt, dass
zumindest immer dann, wenn eine Veränderung der Position des Nockenwellenstellers
erforderlich ist, beispielsweise durch Anheben der Leerlaufdrehzahl,
der Öldruck
in dem Motorölkreislauf
ausreichend hoch ist, um Stellbewegungen des Nockenwellenstellers
auszuführen.
-
Auch bei für die Nockenwellenverstellung ungünstigen
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, beispielsweise unmittelbar
nach dem Anlassen oder bei einem raschen Rückführen der Drehzahl der Brennkraftmaschine
in die Leerlaufdrehzahl (großer
negativer Drehzahlgradient) oder bei hohen Betriebstemperaturen,
die eine hohe Viskosität
des Öls
und damit ein schnelles Abfallen des Öldruckes bei sinkender Motordrehzahl
zur Folge haben können,
wird verhindert, dass vor dein Erreichen einer definierten Stellung
der Nockenwelle der Öldruck
des Motorölkreislaufes
auf ein Maß absinkt,
das ein definiertes Verstellen der Stellung des Nockenwellenstellers
nicht mehr erlaubt.
-
Ein derartiges Verfahren findet insbesondere bei
sogenannten Flügelzellenstellern
Anwendung, bei denen die Versorgung mit Hydrauliköl von der Motordrehzahl
abhängig
ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Druckversorgung
nicht durch einen eigenen Druckerzeuger erfolgt sondern beispielsweise
durch den Motorölkreislauf
gespeist ist. Dabei ist es für
das Verfahren unerheblich ob es sich bei den Nockenwellenstellern
um sogenannte 2-Punkt-Steller oder um kontinuierlich veränderbare Steller
handelt.
-
Bei den sogenannten 2-Punkt-Stellern
findet das Verstellen zwischen zwei definierten, vorgegebenen Stellungen
der Nockenwelle bezüglich
der Referenzposition statt. Die Stellungen werden dabei in der Regel
durch die Hubendlagen des Kolbens in den Arbeitskammern definiert.
Die eine Stellung ist häufig die
Leerlaufstellung, die andere die Teil- oder Volllaststellung. Die Leerlaufstellung
ist dabei zumeist als fixierbare Stellung des Nockenwellenstellers
ausgebildet. Derartig ausgebildete Nockenwellensteller werden häufig für Nockenwellen
verwendet, auf denen die Auslassventile betätigende Nocken angeordnet sind.
Den 2-Punkt-Stellern entsprechende 3-Punkt- oder Mehrpunktsteller
sind ebenfalls bekannt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei derartigen Stellern
in gleicher Weise Verwendung finden.
-
Bei kontinuierlich veränderbaren
Nockenwellenstellern, ist es beispielsweise durch entsprechendes
Ansteuern von Ein- und Auslassventilen der Arbeitskammmern möglich, den
Kolben zwischen den Arbeitskammern in beliebiger Stellung zwischen
den beiden Betätigungsendlagen
zu halten. In der Regel ist dabei auch eine der Stellungen, meist
eine Betätigungsendlage – wobei
diese häufig
der Leerlaufdrehzahl zugeordnet ist und die Referenzposition bildet – als arretierbare
Stellung ausgebildet. Derartige Steller finden insbesondere in Form
von Flügelzellenstellern
bei die Einlassventile betätigende
Nocken aufweisenden Nockenwellen Verwendung. Sehr häufig werden
auch Kombinationen von 2-Punkt-Stellern und
kontinuierlichen Stellern verwendet, so dass beispielsweise an der
den Auslassventilen der Brennkraftmaschine zugeordneten Nockenwellen 2-Punkt-Steller
und an der den Einlassventilen zugeordneten Nockenwellen kontinuierlich
veränderbare Steller
verwendet werden.
-
Eine Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, dass die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine gegenüber einem
vorgegebenen Sollwert auf einen erhöhten Zwischenwert angehoben
wird. Dies erfolgt insbesondere solange die Stellung der Nockenwelle bezüglich der
Referenzposition von einer vorgegebenen Stellung abweicht. Die Leerlaufdrehzahl
wird dabei einer Steuerung der Brennkraftmaschine zugeführt, die
deren Betrieb regelt und, falls über
eine fahrerbetätigbare
Eingabeeinrichtung nichts anderes vorgegeben wird, durch Steuern
oder Regeln den Betrieb der Brennkraftmaschine in der Leerlaufdrehzahl aufrechterhält. Die
dabei zu erzeugende Leerlaufdrehzahl kann somit gemäß dieser
Ausgestaltung auf den erhöhten
Zwischenwert angehoben werden. Zusätzlich kann es vorgesehen sein,
dass der erhöhte Zwischenwert
für die
Leerlaufdrehzahl auch dann vorgegeben wird, wenn bei fallender Motordrehzahl der
Drehzahlgradient einen Grenzwert überschreitet. Es wird also
bei stark abfallender Motordrehzahl eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl herbeigeführt.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sehen vor, dass die Motordrehzahl von dem erhöhten Zwischenwert
wieder auf den vorgegebenen Sollwert abgesenkt wird, wenn ein Abbruchkriterium
erfüllt
ist. Ein mögliches
Abbruchkriterium ist dabei das Erreichen der vorgegebenen Stellung
der Nockenwelle bezüglich
der Referenzposition. Soweit die vorgegebene Stellung eine arretierbare
Stellung ist, kann dieses Kriterium auch dadurch ersetzt werden,
dass darüber
hinaus auch das Arretieren des Kolbens in dieser Stellung erfolgt
sein muss. Ein weiteres mögliches
Abbruchkriteriumn ist, dass die beispielsweise durch den Fahrer
des Fahrzeugs vorgegebene Betriebsanforderung von der Leerlaufdrehzahl
abweicht bzw. oberhalb des Zwischenwertes liegt, also von der Steuerung
der Brennkraftmaschine ohnehin ein Teillastbetrieb eingesteuert
wird. Aus Gründen
des Komforts für
den Fahrer eines Fahrzeuges kann es auch vorgesehen sein, dass die
Zeitdauer der Erhöhung
der Leerlaufdrehzahl auf den Zwischenwert auf ein vorgegebenes Zeitintervall
begrenz ist. Das Zeitintervall kann dabei insbesondere so bemessen sein,
dass üblicherweise
vor Ablauf des Zeitintervalls die vorgegebene Stellung des Nockenwellenstellers erzeugt
wurde. Das Zeitintervall kann daher beispielsweise auf höchstens
0,5 bis 1 Sekunde festgelegt werden, wenn man davon ausgeht, dass
die Zeit die benötigt
wird, um den Nockenwellensteller von einer in die andere Betätigungsendlage
zu verfahren bei ca. 300 ms liegt.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann insbesondere
in Form eines Programms, das auf einem Rechengerät, wie einem Mikroprozessor
ausführbar ist,
vorliegen, das in einem Steuerelement, wie einem Read-Only-Memory
(ROM) abgespeichert ist. Das Steuerelement kann insbesondere Teil
eines Steuergerätes
zur Steuerung des Nockenwellenstellers oder eines Steuergerätes zur
Steuerung des Betriebes der Brennkraftmaschine sein.
-
Eine Brennkraftmaschine, insbesondere
für ein
Kraftfahrzeug, gemäß der Erfindung
weist eine variable Nockenwellenverstellung auf. Diese Nockenwellenverstellung
umfasst einen hydraulischen Nockenwellensteller zum Verstellen der
Winkellage von Ventile der Brennkraftmaschine betätigenden, auf
Nockenwellen angeordneten Nocken bezüglich einer Referenzposition
. Das Verstellen der Stellung (Winkellage) des Nockenwellenstellers
erfolgt dabei in Abhängigkeit
wenigstens der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Hierzu weist der
Nockenwellensteller von einem Kolben voneinander getrennte Paare
von Arbeitskammern auf die wechselweise druckbeaufschlagbar sind.
Der maximale Hub des Kolbens innerhalb der Arbeitskammern definiert
dabei die Betätigungsendlagen
des Stellers. Es ist ein Steuergerät zum Steuern der Stellung
der Nockenwelle bezüglich der
Referenzposition vorgesehen. Dabei ist die Leerlaufdrehzahl der
Brennkraftmaschine durch das Steuergerät für die Brennkraftmaschine veränderbar.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer
solchen Brennkraftmaschine sehen vor, dass eine im Leerlauf der
Brennkraftmaschine einzusteuernde Stellung (Winkellage) des Nockenwellenstellers
vorgegeben ist. Diese Stellung ist insbesondere als arretierbare Stellung
ausgebildet. Dabei erfolgt durch das Steuergerät ein Erhöhen der Leerlaufdrehzahl auf
einen Zwischenwert, soweit die Stellung des Nockenwellenstellers
von der vorgegebenen Stellung abweicht.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sehen vor, dass der hydraulische Nockenwellensteller
vom Ölkreislauf
der Brennkraftmaschine gespeist ist. Es sind dann insbesondere Ein-
und Auslassventile den Arbeitskammern zugeordnet, die durch das
Steuergerät
ansteuerbar sind, wodurch die Arbeitskammern gespeist bzw. entleert
werden, wodurch das Volumen der Arbeitskammern und somit die Stellung
des Kolbens des Nockenwellenstellers veränderbar ist, wodurch die Stellung
(Winkellage) der Nocken bezüglich
der Referenzposition veränderbar
ist.
-
Erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind nachfolgend
auch anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
näher erläutert; dabei zeigt:
-
1 das
Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
2 eine
schematische Darstellung eines Nockenwellenstellers für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine;
und
-
3 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine Die 1 zeigt das Blockdiagramm
eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren ist dazu bestimmt im Steuergerät für die Nockenwellenverstellung
ausgeführt
zu werden. Diese Steuergerät
kann unabhängig von
einem Motorsteuergerät
sein oder aber in ein solches integriert sein.
-
Im Schritt 101 des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird überprüft, ob die
Stellung des Nockenwellenstellers, also die Winkellage der Nockenwelle bezüglich einer
Referenzposition, einer vorgegebenen Stellung entspricht. Diese
Abfrage wird solange durchgeführt,
wie die vorgegebene Stellung eingehalten ist. Bei der vorgegebenen
Stellung handelt es sich nicht unbedingt um eine fest vorgegebene
Stellung, diese Abfrage kann sich auch auf eine in dem Steuergerät in Abhängigkeit
des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine ermittelte und dein
Steller als einzusteuernde Sollstellung vorgegebene Stellung der
Nockenwelle handeln. Sobald die tatsächliche Stellung der Nockenwelle,
die beispielsweise durch einen entsprechenden Sensor erfassbar ist, von
der vorgegebenen Stellung abweicht, wird zum Schritt 102 übergegangen.
-
Gemäß dem Schritt 102 wird die
Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine auf einen Zwischenwert angehoben.
Ein entsprechendes Steuersignal wird der für die Regelung der Motordrehzahl
zuständigen
Motorsteuerung zugeführt.
Der Zwischenwert ist dabei so gewählt, dass der bei dieser Drehzahl
aufgebaute Öldruck
im Motorölkreislauf
ausreicht um eine Verstellung der Nockenwelle durch den Nockenwellensteller
zu gewährleisten.
Diese Drehzahl ist in Abhängigkeit
der konstruktiven Ausgestaltung des Nockenwellenstellers und des Ölkreislaufes
der Brennkraftmaschine zu bestimmen. Der Zwischenwert kann beispielsweise
bei einer um ca. 400 Umdrehungen/Minute erhöhten Drehzahl liegen.
-
Anschließend wird gemäß dem Schritt
103 überprüft, ob eines
der Abbruchkriterien erfüllt
ist. Als Abbruchkriterium dient insbesondere das Erreichen der vorgegebenen
Stellung durch die Nockenwelle. Weitere mögliche Abbruchkriterien können sich
auf die Zeitdauer der Erhöhung
der Leerlaufdrehzahl und den Betriebszustand der Brennkraftmaschine
beziehen. Solange keines der Abbruchkriterien erfüllt ist, wird
zum Schritt 102 zurückgesprungen,
die Erhöhung
der Leerlaufdrehzahl auf den Zwischenwert bleibt aufrechterhalten.
-
Sobald ein Abbruchkriterium erfüllt ist
wird zum Schritt 104 gesprungen und die Leerlaufdrehzahl wieder
auf den vorgegebenen Sollwert abgesenkt. Anschließend wird
wieder zum Schritt 101 gesprungen.
-
Die 2 zeigt
in schematischer, teilgeschnittener Darstellung einen Nockenwellensteller 10,
wie er bei der Erfindung Anwendung finden kann. Über den Nockenwellensteller 10 ist
die Winkellage der Nockenwelle 40 bezüglich einer Referenzposition veränderbar,
die der Nockenwellensteller 10 beispielsweise im Leerlaufbetrieb
einnimmt. Dabei kann die Referenzposition, die insbesondere in einem Winkel
gegenüber
einer Referenz, die sich mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine
mitdreht, ausgedrückt
sein. Bei der Leerlaufstellung des Nockenwellenstellers 10 kann
es sich dabei um eine arretierbare Stellung handeln, bei der eine
kraft- und/oder formschlüssige
Verbindung zwischen Nockenwellensteller 10 und Nockenwelle 40 herstellbar
ist. Hierzu kann einem nicht dargestellten, einerseits angeordneten
Steller ein Schaltsignal zugeführt
werden, wodurch ein Sperrmittel die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung,
beispielsweise durch Eingriff eines Dornes in ein Langloch hergestellt
werden.
-
Über
das Schaltventil 18, das getaktet betreibbar sein kann,
erfolgt die druckseitige Ölzufuhr aus
dem Ölkreislauf
bzw. von der Öldruckpumpe 50 der
Brennkraftmaschine. Dabei wird das Schaltventil 18 von
dem in der 3 dargestellten
Steuergerät 19 angesteuert.
In der in 2 dargestellten
Schaltsituation des Schaltventils wird das Öl durch das Schaltventil 18 über die
Zufuhr 15 und den ersten Zuflusskanal 22 in die
ersten Kammern 12 zugeführt,
während
gleichzeitig in den zweiten Kammern 13 enthaltenes Öl durch
den zweiten Zuflusskanal 23, über das Schaltventil und den
Rückfluss 16 zum
drucklosen Ölvorrat
der Brennkraftmaschine zurückfließt. Dabei
sind die ersten und zweiten Arbeitskammern 12 und 13 im
Gehäuse 14 des
Flügelzellenstellers 10 ausgebildet,
das beispielsweise über
eine Steuerkette synchron zur Kurbelwelle angetrieben ist. Durch das
Ein- bzw. Ausströmende
Hydrauliköl
erhöht
sich das Volumen der ersten Arbeitskammern 12 zu lasten
der zweiten Arbeitskammern 13, weil die dazwischen als
dichtende Kolben ausgebildeten Flügel 11 radial verdreht
werden. Dabei sind die Flügel 11 mit der
Nockenwelle 40 verbunden. Somit führt die Nockenwelle eine relative
Drehbewegung bezüglich dein
Gehäuse 14 des
Nockenwellenstellers aus, die Winkellage der Nocken 41 ändert sich
somit bezüglich
einer Referenzposition, die vorgegeben ist. Bei der Referenzposition
kann es sich beispielsweise um eine Position handeln, bei der die
ersten bzw. die zweiten Arbeitskammern 12 bzw. 13 ihr maximales Volumen
und die zweiten bzw. ersten Arbeitskammern 13 bzw. 12 ihr
minimales Volumen aufweisen, wobei eine der beiden Stellungen insbesondere
un Leerlaufbetrieb eingenommen wird. Bei diesen Stellungen befinden
sich die Flügel 11 in
einer ihrer beiden Hubendlagen im Gehäuse 14, die insbesondere durch
Anschläge
bzw. feststehende Wandungen des Gehäuses 14 definiert
werden.
-
Die Veränderung des Volumens der Arbeitskammern 12, 13 erfolgt
durch Verschieben der Flügel 11 des
Flügelzellenstellers 10.
Dabei wird die Nockenwelle um ihre Längsachse relativ zum Gehäuse 14 und
bezüglich
der Referenzposition verdreht. Somit wird der Zeitpunkt, an dein
ein von einem Nocken 41 der Nockenwelle 40 betätigbares
Ventil be tätig wird,
bezüglich
der von der Steuerkette 49 vorgegebenen Rotation des Gehäuses verändert. Bezüglich einer
hinsichtlich dieser Drehbewegung vorgegebenen Referenzposition wird
das Ventil früher
oder später
geöffnet.
Durch diese Verschiebung des Öffnungszeitpunktes
können
die Befüllungs-
bzw. Ausschubvorgänge
der Brennkammer der Brennkraftmaschine und damit auch die Verbrennungsvorgänge optimiert
werden. Die Veränderung
der Winkellage der Nocken bezüglich
der Referenzlage erfolgt dabei vorzugsweise entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie
oder einem Kennfeld, das wenigstens von der Motordrehzahl abhängig ist.
-
Ist das Schaltventil 18 so
ausgeführt,
dass es nur zwei Schaltstellungen aufweist, so werden immer entweder
die ersten oder die zweiten Arbeitskammern 12 oder 13 vollständig mit Öl befällt und
das Volumen der entsprechenden Arbeitskammern auf das Maximum erhöht, während die
anderen zweiten oder ersten Arbeitskammern 13 oder 12 immer
vollständig entleert
werden, so dass ihr Volumen auf das Minimum reduziert werden. Der
Nockenwellensteller 10 ist dann ein sogenannter Zwei-Punkt-Steller
da er nur zwei alternativ einstellbare Schaltstellungen aufweist.
Ist das Schaltventil 18 dagegen ein 3-Stellungsventil, das auch in der Lage
ist, die ersten und die zweiten Arbeitskamnern 12 bzw. 13 gleichzeitig zu
sperren, so kann auch jede beliebige Zwischenstellung des Nockenwellenstellers 10 erzeugt
und aufrechterhalten werden. Es ist dann ein sogenannter kontinuierlicher
Steller.
-
Bei beiden Typen von Stellern treten
undefinierte Lagen der Stellung dann auf, wenn ölzufuhrseitig der Öldruck nicht
den erforderlichen Arbeitsdruck erreicht. Dies ist insbesondere
dann der Fall, wenn die Öldruckpumpe 50 des
Motorölkreislaufes,
beispielsweise im Leerlaufbetrieb, förderseitig nicht ihren Nenndruck
erreicht. Das zugeführte Öl steht
nicht unter ausreichendem Druck, es strömt nicht in ausreichendem Maße in die
zu befüllenden
Arbeitskammern. Gleichzeitig entweicht das rückströmende Öl aus den entleerbaren Arbeitskammern.
Gleichzeitig wirken aber die auf die Nockenwelle einwirkenden Schleppmomente.
Sie werden über
die Flügel
an den Nockenwellensteller weitergeleitet und im Normalbetrieb über den
anstehenden Öldruck
abgefangen. Auch die über
die Steuerkette auf das Gehäuse
einwirkenden Momente auf den Nockenwellensteller wirken ein. Auch
sie werden im Normalbetrieb durch den in den Arbeitskammern anstehenden Öldruck abgestützt so dass
letztlich Kraftschluss zwischen Steuerkette und Nockenwelle gegeben
ist. Ist der Öldruck
nicht ausreichend, so ist der Kraftschluss wegen des einerseits
zwar abfließenden Öls , des
andererseits nicht mehr druckbeaufschlagt zugeführten Öls nicht mehr in ausreichender
Form gegeben. Damit ist die Verschiebung der als zwischen den Arbeitskammern
als Kolben wirkenden Flügel
nicht definiert. Derartige Fälle
können
insbesondere dann auftreten, wenn die Viskosität des Öles aufgrund hoher Öltemperatur
relativ niedrig ist. Auch in Fällen,
in denen die Drehzahl sehr rasch abfällt – also der Gradient des Drehzahlabfalls
einen Grenzwert von beispielsweise –500 Umdrehungen je Minute
pro Sekunde unterschreitet, kann dies auftreten. Es ist auch möglich, dass
die Motordrehzahl im Leerlauf nicht ausreichend hoch ist um den
erforderlichen Öl-druck im Ölkreislauf
aufrechtzuerhalten. Diese Zustände
eines auf ein niederes Niveau abfallenden Öldrucks sind zwar für den Betrieb
der Brennkraftmaschine an sich nicht schädlich, sie führen aber
wie oben erläutert,
dazu dass nicht mehr sichergestellt ist, dass ein so betriebener
Nockenwellensteller 11 die vorgegebene Stellung bezüglich der
Referenzposition erreicht und aufrechterhält. Durch das Anheben der Leerlaufdrehzahl
in diesen Umständen
wird sichergestellt, dass der Öldruck
der Brennkraftmaschine das erforderliche Niveau für das Verstellen
des Nockenwellenstellers aufrechterhält. Dies geschieht in dem Verfahren
gemäß der 1 zumindest solange bis
der Nockenwellensteller die vorgegebene Stellung der Nockenwelle
bezüglich
der Referenzposition eingesteuert hat.
-
Die 3 zeigt
in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, bei
der beispielsweise ein Nockenwellensteller Verwendung finden kann,
nämlich
einem Hubkolbenmotor. Der Nockenwellensteller ist dabei beispielsweise
als ein Flügelzellensteller 10,
wie er in der 2 in Schnittdarstellung
gezeigt wird, ausgebildet. Mittels des Flügelzellenstellers 10 wird
die Nockenwelle 40 bezüglich
ihrer Winkellage in Bezug auf eine Referenzposition um ihre eigene
Mittelachse verdreht. Die Nockenwelle 40 dient der Betätigung der
Ventile 42, die den Lufteinlass oder Verbrennungsgasauslaß aus den
Zylindern 47 schalten. In den Zylindern 47 sind die
mit der Kurbelwelle 45 verbundenen Kolben 46 angeordnet,
die durch die Verbrennungsvorgänge
in den Zylindern 47 angetrieben werden. Mit der Kurbelwelle 45 ist
das Treibrad 48 verbunden, das die Steuerkette 49 antreibt. Über die
Steuerkette wird zum einen das Gehäuse des Flügelzellenstellers 10 und zum
anderen die Antriebswelle der Öldruckpumpe 50 synchron
zur Kurbelwellendrehung angetrieben.
-
Über
das Motorsteuergerät 51,
den darin beispielsweise in Speichern 52, wie Read-Only-Memorys, abgelegten
Programmen und der Recheneinheit 53, sowie dem darin ermittel ten
Sollwert für
die Leerlaufdrehzahl wird der Betrieb der Brennkraftmaschine 44 nicht
nur für
den Leerlaufbetrieb gesteuert.
-
Das Steuergerät 19 für den Nockenwellensteller
beinhaltet ebenfalls eine Recheneinheit 20 sowie eine Speichereinheit 21,
in der auf der Recheneinheit ausführbare Steuerprogramme abgelegt
sind. Das Steuergerät 19 steuert
zum einen das Schaltventil 18 an. Zum anderen übermittelt
es an das Motorsteuergerät 51 ein
Signal, das die Vorgabe der Leerlaufdrehzahl beeinflusst und geeignet
ist die Leerlaufdrehzahl von der vorgegebenen Solldrehzahl auf den
Zwischenwert anzuheben.
-
Das Schaltventil 18, das
von dem Steuergerät 19 angesteuert
wird, schaltet die Versorgung des Flügelzellenverstellers 10 und
dessen Arbeitskammern 12, 13 mit Hydrauliköl des Mötorölkreislaufs. Der Druck im Motorölkreislauf
wird durch die Öldruckpumpe 50 erzeugt,
die von der Steuerkette 49 angetrieben wird, und die beispielsweise
aufgrund ihrer Auslegung im Leerlaufbetrieb nicht unbedingt den
erforderlichen Nennöldruck
erzeugt. Die Pumpe saugt das Öl
aus dem Ölsumpf
der Brennkraftmaschine über
die Ansaugleitung 54 und speist die Druckleitung 55,
die den Motor mit Öl
versorgt und von der auch das Schaltventil 18 gespeist
wird. Von Schaltventil 18 führt die Zufuhrleitung zum Befüllen der
Arbeitskammern 12,13 zum Flügelzellensteller 10, während das Öl zum Entleeren
der Arbeitskammern 12,13 über den Rückfluss 16 zur Saugseite
der Öldruckpumpe
zurückgeführt wird.